軟件無線電系統(tǒng)(software Defined Radio) 是指用軟件控制、數(shù)字信號(hào)處理的方式,來完成傳統(tǒng)模擬無線電功能的系統(tǒng)。隨著電子技術(shù)的迅猛發(fā)展,無線電通信經(jīng)歷了模擬體制,數(shù)字體制,正朝著軟件無線電的方向發(fā)展。軟件無線電是90年代為了解決美國(guó)軍方各種通信的互連互通,使軍種、兵種之間實(shí)現(xiàn)抗干擾、高保密的要求而出現(xiàn)的,其核心是盡量使A/D和D/A變換模塊靠近天線,在構(gòu)筑一個(gè)開放性的、模塊化的硬件平臺(tái)的基礎(chǔ)上,通過軟件來實(shí)現(xiàn)各種功能。
由于軟件無線電省去了大量的模擬電路,所以它可以使通信設(shè)備的性能提高,體積,重量和成本等大大降低。同時(shí)利用軟件編程實(shí)現(xiàn)的各種功能使得通信設(shè)備更加靈活。并可以在后續(xù)的運(yùn)行中不斷增加新的功能。
軟件無線電的應(yīng)用領(lǐng)域包括:
* **通信 * 三代蜂窩基站
* 衛(wèi)星地面站 * 無線測(cè)試和測(cè)量
* 擴(kuò)頻通信 * 智慧天線
1 軟件無線電原理概述
軟件無線電擺脫了面向某種或幾種用途的設(shè)計(jì)思想,通過模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化的通用硬件設(shè)計(jì),把通信功能從完全依賴于硬件的狀態(tài)下解放出來。對(duì)于軟件無線電系統(tǒng),理論上應(yīng)該是在系統(tǒng)中除了天線,高頻放大,喇叭,ADC/DAC以及相應(yīng)的濾波電路(抗混疊濾波以及波形濾波器)以外,完全由數(shù)字信號(hào)處理的形式完成。在目前的大部分系統(tǒng)中,接收端從天線上下來的信號(hào)需要經(jīng)過模擬下變頻濾波至中頻70MHz或者更低,然后采用65MHz/70MHz的采樣率進(jìn)行A/D變換,再由數(shù)字下變頻模塊(Digital Down Conversion)將數(shù)字化的中頻信號(hào)下變頻至基帶。數(shù)字下變頻的方法一般是與本地的數(shù)控正交振蕩器混頻,得到I&Q正交信號(hào),然后在數(shù)字信號(hào)內(nèi),進(jìn)行多次濾波,抽樣等處理。之后還可以根據(jù)需要進(jìn)行相應(yīng)的編碼解碼處理,還原出相應(yīng)的原始信號(hào),送給顯示、記錄等模塊。
一個(gè)典型的軟件無線電系統(tǒng)框圖如圖1所示。